Question

我最近在自定义Linux内核（2.6.31.5，x86）驱动程序中遇到了一个问题，其中copy_to_user会定期不将任何字节复制到用户空间。它将返回传递给它的字节数，表明它没有复制任何东西。代码检查后，我们发现代码在调用copy_to_user时禁用了中断，这违反了它的合同。纠正此问题后，问题就停止了。因为问题很少发生，我需要证明禁用中断会导致问题。

如果你看一下arch / x86 / lib / usercopy_32.c rep下面的代码片段; movsl通过CX中的计数将单词复制到用户空间。退出时使用CX更新大小。如果movsl正确执行，CX将为0。因为CX不是零，所以movs？为了符合copy_to_user的定义和观察到的行为，指令不得执行。

/* Generic arbitrary sized copy.  */
#define __copy_user(to, from, size)                 \
do {                                    \
    int __d0, __d1, __d2;                       \
    __asm__ __volatile__(                       \
        "   cmp  $7,%0\n"                   \
        "   jbe  1f\n"                  \
        "   movl %1,%0\n"                   \
        "   negl %0\n"                  \
        "   andl $7,%0\n"                   \
        "   subl %0,%3\n"                   \
        "4: rep; movsb\n"                   \
        "   movl %3,%0\n"                   \
        "   shrl $2,%0\n"                   \
        "   andl $3,%3\n"                   \
        "   .align 2,0x90\n"                \
        "0: rep; movsl\n"                   \
        "   movl %3,%0\n"                   \
        "1: rep; movsb\n"                   \
        "2:\n"                          \
        ".section .fixup,\"ax\"\n"              \
        "5: addl %3,%0\n"                   \
        "   jmp 2b\n"                   \
        "3: lea 0(%3,%0,4),%0\n"                \
        "   jmp 2b\n"                   \
        ".previous\n"                       \
        ".section __ex_table,\"a\"\n"               \
        "   .align 4\n"                 \
        "   .long 4b,5b\n"                  \
        "   .long 0b,3b\n"                  \
        "   .long 1b,2b\n"                  \
        ".previous"                     \
        : "=&c"(size), "=&D" (__d0), "=&S" (__d1), "=r"(__d2)   \
        : "3"(size), "0"(size), "1"(to), "2"(from)      \
        : "memory");                        \
} while (0)

我的两个想法是：

禁用中断时，不会发生页面错误代表; MOVS？没有做任何事情就跳过了。返回值然后是CX，或未复制到用户空间的金额，如定义指定和观察到的行为。
页面错误确实发生了，但linux无法处理它，因为中断被禁用，因此页面错误处理程序会跳过指令，尽管我不知道页面错误处理程序如何执行此操作。同样，在这种情况下，CX将保持不变，返回值将是正确的。

有人可以向我指出英特尔手册中指定此行为的部分，还是指向任何可能有用的其他Linux源代码？

Answer 1

我找到了答案。我的＃2建议是正确的，机制正好在我面前。页面错误确实发生，但fixup_exception机制用于提供异常/继续机制。此部分将条目添加到异常处理程序表：

    ".section __ex_table,\"a\"\n"               \
    "   .align 4\n"                 \
    "   .long 4b,5b\n"                  \
    "   .long 0b,3b\n"                  \
    "   .long 1b,6b\n"                  \
    ".previous"                     \

这说：如果IP地址是第一个条目，并且在故障处理程序中遇到异常，则将IP地址设置为第二个地址并继续。

因此，如果异常发生在“4：”，则跳转到“5：”。如果异常发生在“0：”，则跳转到“3：”，如果异常发生在“1：”，则跳转到“6：”。

缺少的部分位于arch / x86 / mm / fault.c中的do_page_fault（）中：

/*
 * If we're in an interrupt, have no user context or are running
 * in an atomic region then we must not take the fault:
 */
if (unlikely(in_atomic() || !mm)) {
    bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
    return;
}

in_atomic返回true，因为我们在write_lock_bh（）锁中！ bad_area_nosemaphore最终会进行修复。

如果发生page_fault（由于工作空间的概念不太可能），那么函数调用将失败并跳出__copy_user宏，未复制的字节设置为size，因为preemption已被禁用。

Answer 2

页面错误不是可屏蔽的中断。事实上，它们在技术上根本不是中断 - 而是例外，尽管我同意差异更具语义性。

当您在原子上下文中禁用中断时copy_to_user失败的原因是因为代码对此进行了明确的检查。

请参阅http://lxr.free-electrons.com/source/arch/x86/lib/usercopy_32.c#L575

当mov指令导致页面错误并在x86上禁用中断时会发生什么？

2 个答案: